CN110959212B - 燃料电池装置 - Google Patents
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Abstract
具备：燃料电池模块；将从燃料电池模块排出的废气中所含的水作为冷凝水进行回收的冷凝水回收流路；存积冷凝水的冷凝水回收器；和将冷凝水提供到改质器的改质水提供流路，燃料电池装置的冷凝水回收器包含：收容离子交换树脂的离子交换树脂容器；和存积冷凝水的第1存积容器，离子交换树脂容器在第1存积容器的内部空开间隙而配设，相对于该第1存积容器能拆装地配设。
Description
技术领域
本公开涉及燃料电池装置。
背景技术
作为燃料电池的结构，提出种种方案，例如：在收纳容器内具备将能使用燃料气体(含氢气体)和空气(含氧气体)来得到电力的燃料电池单电池层叠多个而成的单电池堆的燃料电池模块；和将该燃料电池模块以及其动作所需的附件类收纳在外装壳体等筐体中的燃料电池装置。
在这样的燃料电池装置中进行所谓的水自持运转，使未用在发电中的剩余的燃料气体燃烧，使燃烧后的废气(排气)通到热交换器等进行冷却，并且在该热交换时，将所述废气中所含的水蒸气冷凝而生成的冷凝水回收到冷凝水回收器并通过离子交换树脂进行净化处理，并存积到改质水罐等水罐中，将存积的处理水作为改质水提供到将天然气等原燃料进行水蒸气改质的改质器。
在专利文献1中公开了：作为将冷凝水净化并作为改质水存积的冷凝水回收器，将收容离子交换树脂的水提纯部、存积改质水的存积部和回流防止部在外壳内一体成型。
另外，在专利文献2中公开了一种燃料电池系统的水提纯装置，具备：具有收容水提纯件(离子交换树脂)的容器的水提纯器；和存积在水提纯器提纯的水的水罐(改质水罐)，将水提纯器的容器和水罐进行外部连接来连结。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2016-72056号公报
专利文献2：JP特开2013-182832号公报
发明内容
本公开的燃料电池装置具备：具有燃料电池单电池和将原燃料水蒸气改质的改质器的燃料电池模块；将从所述燃料电池模块排出的废气中所含的水作为冷凝水进行回收的冷凝水回收流路；存积流过所述冷凝水回收流路的冷凝水的冷凝水回收器；和将存积于所述冷凝水回收器的冷凝水提供到所述改质器的改质水提供流路，所述冷凝水回收器包含：收容离子交换树脂的第1离子交换容器；和存积经过所述第1离子交换容器的冷凝水的第1存积容器，所述第1存积容器是上表面开口的有底的容器，所述第1离子交换容器在所述第1存积容器的内部与所述第1存积容器空开空间而配设，相对于该第1存积容器能从所述上表面的开口拆装。
附图说明
本公开的目的、特色、以及优点会从下述的详细的说明和附图而得以更加明确。
图1是第1实施方式的燃料电池装置的概略结构图。
图2是说明第1实施方式的燃料电池装置中的冷凝水回收器以及改质水提供流路和剩余水流路的结构的图。
图3是表示第1实施方式的燃料电池装置中的冷凝水回收器的结构的分解立体图。
图4是表示图3所示的冷凝水回收器的结构的截面图。
图5是表示第2实施方式的燃料电池装置的概略结构图。
图6是说明第2实施方式的燃料电池装置中的冷凝水回收器以及改质水提供流路和剩余水流路的结构的图。
图7是第3实施方式的燃料电池装置的概略结构图。
图8是说明第3实施方式的燃料电池装置中的冷凝水回收器以及改质水提供流路和剩余水流路的结构的图。
图9是表示第3实施方式的燃料电池装置中的冷凝水回收器的结构的分解立体图。
图10是表示图9所示的冷凝水回收器的结构的截面图。
具体实施方式
以下参考附图来详细说明实施方式。
另外，对相同结构使用相同附图标记并省略说明。
图1～图4是说明第1实施方式的燃料电池装置的结构的图。
本实施方式的燃料电池装置进行：使用天然气、LP气等原燃料和空气进行发电的燃料电池模块100的工作下的电力提供；和使用由热交换器103和蓄热槽104等构成的排热回收系统的温水的提供。另外，还能设为不进行温水的提供的所谓单一发电系统。
燃料电池模块100在内部具备：层叠多个燃料电池单电池而成的单电池堆101；和使用水蒸气来进行原燃料的水蒸气改质的改质器102。另外，在外装壳体内配设：将空气进给到燃料电池模块100内的送风机即空气吹风机110；将天然气、LPG等原燃料进给到改质器102的气体泵111；使排热回收系统内的热媒在闭锁系统内循环的循环泵112；将从热交换器103回收的冷凝水作为水蒸气改质用的原料水(以下称作改质水)提供到改质器102的改质水泵P1等。
进而，与燃料电池模块100相邻地配设热交换器103。在热交换器103中，在由燃料电池模块100排出的废气和在热交换器103内流过的热媒进行热交换，废气中所含的水分作为冷凝水而产生。通过热交换产生的冷凝水经由冷凝水回收流路C被提供到后述说明的本实施方式的冷凝水回收器10，并存积。
存积于冷凝水回收器10的冷凝水，经过改质水泵P1以及改质水提供流路M被提供到改质器102，利用在原燃料的水蒸气改质中。另外，冷凝水回收器10将自来水等外部水经由外部水导入流路W等导入。进而，废气经由废气流路E被送出到燃料电池装置之外。
图3是表示第1实施方式的燃料电池装置中的冷凝水回收器10的结构的分解立体图，图4是图3所示的冷凝水回收器10的截面图。
冷凝水回收器10如图3的分解立体图所示那样，具备第1存积容器1、包含第1离子交换容器2A以及第2离子交换容器2B的离子交换树脂容器2、和盖住第1存积容器1的盖部3。另外，在图3中省略第1离子交换容器2A以及第2离子交换容器2B中所填充的、冷凝水处理用以及外部水净化用的各离子交换树脂的图示。
第1存积容器1是图3的分解立体图所示那样的上表面较大开口的有底的箱状容器(参考上表面开口1a)。其内部的凹状空间成为存积净化处理后的改质水的存积部1b。另外，如图4的截面图所示那样，在将后述的离子交换树脂容器2或第1离子交换容器2A嵌入安装在第1存积容器1的内部的情况下，该离子交换树脂容器2和第1存积容器1空开空间而配设。由此能在第1存积容器1的内部储存净化处理后的改质水。
并且该离子交换树脂容器2能相对于第1存积容器1从前述的上表面开口1a拆下。即，根据该结构，本实施方式的燃料电池装置能将收容离子交换树脂11A的离子交换树脂容器2或第1离子交换容器2A从第1存积容器1容易地进行拆装。因此，能使第1实施方式的燃料电池装置在维护性上卓越。
另外，第1离子交换容器2A上部的开口是第1离子交换容器2A和第1存积容器1进行连通的通气口2e。另外，在第1存积容器1，在其侧面或侧壁的一面(图3中图示里侧的侧面)，设有用于将存积的改质水向改质水提供流路M送出的改质水流出口5。
在以后的说明中，将成为改质水提供流路M的始端的导出口或流出口设为改质水流出口5。另外，在以后的各实施方式中，有设置改质水流出口5的容器不同的情况。
进而，在图3中，在图示跟前侧的侧面的第1存积容器1的前面侧设有用于使存积部1b成为满水后的剩余的改质水(以下称作剩余水)流出的剩余水流出口6。在该剩余水流出口6连接有作为排水流路的剩余水流路D。
另外，在以后的说明中，将成为剩余水流路D的始端的流出口设为剩余水流出口6。另外，在以后的各实施方式中，有设置剩余水流出口6的容器不同的情况。
另外，在第1存积容器1的前面侧设有用于将从上水道等进给的自来水等收进容器内的外部水受水口1c。而且，在其内部的里侧配设有用于在该外部水受水口1c与后述的第2离子交换容器2B的外部水导入口2d之间进行联络的延设管1d。
在本实施方式中，离子交换树脂容器2被其靠中间的分隔部或分隔壁分划成2个区块。图示里侧较大较深的分划是第1离子交换容器2A，跟前侧的比较小的区块是第2离子交换容器2B。另外，离子交换树脂容器2也可以使用树脂等一体成形。
根据该结构，不需要分开收容，就能将2种或2个离子交换树脂紧凑地收纳在第1存积容器1内。另外，将分别收容在第1离子交换容器2A和第2离子交换容器2B的离子交换树脂同时且一次地更换。因此，能使第1实施方式的燃料电池装置在维护性上卓越。
另外，里侧的第1离子交换容器2A是从燃料电池模块100的热交换器103回收的冷凝水主要流过的部分。在内部填充有冷凝水处理用的离子交换树脂(11A、在图3中图示省略)。另外，在第1离子交换容器2A底部的下表面有使被离子交换树脂11A处理过的处理水向存积部1b流下以及导出的处理水导出口2c。另外，处理水导出口2c是本公开中的第1送水口的一例。
另外，跟前侧的第2离子交换容器2B是先前叙述的用于对从底部的外部水导入口2d导入的自来水等外部水进行净化处理的结构。在内部填充有外部水净化用的离子交换树脂(11B、图3中图示省略)。另外，相对于冷凝水从上向下流下的前述的第1离子交换容器2A，该第2离子交换容器2B中，从下流入的自来水向上流过，处理完毕的净水从设于上部的本公开中的第2送水口即净化水流出口2f溢出，向存积部1b流下。另外，第2离子交换容器2B是用于将自来水等外部水导入到冷凝水回收器10的外部水导入流路W的一部分。
如此地，通过除了存积部1b以外还具备第2离子交换容器2B，在存积部1b内的冷凝水的量减少的情况下，能从第2离子交换容器2B对存积部1b补给自来水等外部水。另外，在燃料电池装置的启动时，也可以从第2离子交换容器2B将净化过的外部水作为改质水预先储存在存积部1b。
然而，若如过去那样要将外部水和冷凝水在同一离子交换树脂进行处理，则由于外部水含较多杂质等，本来应该为了处理冷凝水而用的离子交换树脂的寿命有可能会变短。与此相对，在本实施方式中，由于与冷凝水处理用的离子交换树脂11A分开地具备外部水净化用的离子交换树脂11B，因此预想为含较多杂质等的自来水等不会流到冷凝水处理用的离子交换树脂11A。为此，能使前述的冷凝水处理用的离子交换树脂11A的寿命比过去更加延长。
另外，例如在不需要外部水的情况下，第1存积容器1不需要在其内部具备第2离子交换容器2B，可以设为在第1存积容器1的内部仅具备第1离子交换容器2A的结构。另外，在需要外部水的情况下，第2离子交换容器2B可以设于第1存积容器1的外部。
若是在第1存积容器1的内部仅具备第1离子交换容器2A的结构，则与进一步具备第2离子交换容器2B的情况相比，能使第1存积容器1的小型化。进而，在除了第1离子交换容器2A还具备第2离子交换容器2B的情况下，第2离子交换容器2B也不一定非要与第1离子交换容器2A一体成形。若将它们分开，就能在各自的时机容易地仅更换寿命用尽的一方的离子交换树脂。
冷凝水回收器10的盖部3形成为覆盖较大开口的第1存积容器1的上表面开口1a的整面的尺寸。在盖部3分别设有从热交换器103回收的冷凝水流入的冷凝水导入口4和螺丝夹等的用在盖部3的固定中的各穿孔3a。另外，盖部3由于通过螺丝夹等被固定在第1存积容器1，因此维护时能简单地拆下。
接下来，图5、图6是说明第2实施方式的燃料电池装置的结构的图。第2实施方式的燃料电池装置与图1、图2所示的第1实施方式的燃料电池装置的不同点在于，在用于将冷凝水回收器10中变得剩余的剩余水排出到外部的剩余水流路D具备收容中和剂的中和容器9和将剩余水加压输送到中和容器9的剩余水泵P2。如此地，可以在为了向装置外的排水而需要剩余水的pH调整的情况下具备中和容器9。
根据该结构，由于通过位于中和容器9的上游侧的剩余水泵P2将剩余水加压输送到下游侧的中和容器9，因此能防止中和容器9中的中和剂流入剩余水泵P2而让剩余水泵P2堵塞。另外，在中和容器9如图6那样位于比剩余水泵P2更上方的情况下，为了防止从中和容器9向剩余水泵P2的排水的回流，也可以在剩余水流路D的中途配设止回阀等回流防止构件。
接下来，图7～图10是说明第3实施方式的燃料电池装置的结构的图。本实施方式的燃料电池装置中的冷凝水回收器20与第1、第2实施方式的冷凝水回收器10的不同点在于，如图8所示那样具备与第1存积容器1连通的第2存积容器7(也称作副罐)，改质水提供流路M的上游侧端部(作为始端的改质水流出口5)设于该第2存积容器7。另外，与先前说明的图1以及图6同样，附图标记P1是改质水泵，附图标记P2是剩余水泵，C是冷凝水回收流路，D是剩余水流路，M是改质水提供流路，W是外部水导入流路，附图标记9是中和容器。
另外，第1存积容器1与第2存积容器7之间是本公开中的第3送水口、下部的改质水导出口1e与受水口7c之间通过水连接管8A而连接。
进而，在第1存积容器1与第2存积容器7之间的上部，在对置而设的空气流出口1f与空气流入口7d之间配设有使它们之间连通的空气连接管8B。
对第2存积容器7(副罐)进行详细说明。
第2存积容器7由存积净化处理完毕的改质水的第1罐7A和存积从图中两点划线所示的第1罐7A的满水线溢出的剩余水的第2罐7B。
第1罐7A在相当于水中的下部，经由先前叙述的水连接管8A与第1存积容器1连通，并经由空气连接管8B将第1罐7A和第1存积容器1的上部空间彼此连通。由此，第1罐7A内的水面的高度和第1存积容器1内的水面的高度即水位变得相同。
然后，在第1罐7A下部中设于底部近旁的改质水流出口5连接有作为前述的改质水提供流路M的开始端的上游侧端部。进而，在存积剩余水的第2罐7B的剩余水流出口6，连接有作为先前叙述的剩余水流路D的开始端的上游侧端部。根据该结构，不用等待第1存积容器1的贮水的满水就能立即开始利用存积的改质水。
然而，为了稳定地维持燃料电池装置的水自持运转，需要与其发电容量相应的改质水的贮水量。为此，在现有的燃料电池装置中，有维护所需的第1存积容器1的容量或容积变大的倾向。
但在本实施方式的燃料电池装置中，由于具有第1罐7A的第2存积容器7的存在，不用使所述维护所需的第1存积容器1的容量以及容积太大，能将需要的贮水量一些分配到作为第2存积部的第1罐7A。因此，能使维护所需的第1存积容器1与没有副罐的情况相比更小型化，维护变得容易。其结果，燃料电池装置整体的维护性提升。
另一方面，关于第3实施方式的燃料电池装置，若关注冷凝水回收器20主体的结构，则如图9、图10所示那样，第1离子交换容器2A嵌入第1存积容器1，其上端部2g遍及全周被夹入在盖部3与第1存积容器1的上端之间而被密封。并且不设置第1实施方式的冷凝水回收器10那样的用于使第1离子交换容器2A的内部和其周围的第1存积容器1的内部空间连通的通气口2e等开口。
即，在第3实施方式的第1存积容器1中，与冷凝水回收流路C以及热交换器103相连的冷凝水导入口4不与前述的第1离子交换容器2A周围的第1存积容器1的内部空间直接连通，而是在第1离子交换容器2A下部仅经由底面的作为第1送水口的处理水导出口2c让气压联动。换言之，第1离子交换容器2A配设成不使冷凝水回收流路C和第1存积容器1的上表面开口1a连通。
这出于以下的理由。即，若室外的强风吹进废气流路E，有时废气就会在废气流路E内部回流。在该情况下，废气流路E由于其上游侧与冷凝水回收流路C相连，因此回流的废气会经过冷凝水回收流路C流入冷凝水回收器10或20。由于该回流的废气中包含硝酸等，因此若这些废气中的硝酸等溶入净化处理后存积于第1离子交换容器2A的周围的第1存积容器1内的改质水中，净化完毕的改质水就会被污染。若如上述结构那样设为将冷凝水回收流路C与第1存积容器1的上表面开口1a的连通阻断的结构，就能防止刚才那样回流的废气引起的净化完毕改质水的再污染于未然。
另一方面，还存在由于从废气流路E吹进、经过冷凝水回收流路C的风的风压从而存积的改质水的水面被压低的情况。在该情况下，第1存积容器1内的改质水经过水连接管8A被向第2存积容器7推出，第1罐7A的水位上升，从而有可能连需要的改质水都被向第2罐7B排出的可能。
对于此，也如前述那样，通过将第1离子交换容器2A配设成不使冷凝水回收流路C和第1存积容器1的上表面开口1a连通，能消除该问题。即，通过设为上述的结构，被风压压低的仅是与冷凝水回收流路C连通的第1离子交换容器2A内的水面，由于在第1离子交换容器2A中收容离子交换树脂11A，因此第1离子交换容器2A内的水量比第1存积容器1内的水量少。因此，由于水面被压低而排出的水量只有少量就够了，不会无谓地排出第1存积容器1内部的改质水，能确保需要的量。
另外，如先前也叙述过的那样，第1存积容器1与第2存积容器7之间的上部通过配设于空气流出口1f与空气流入口7d之间的空气连接管8B而连通。根据该结构，在第1存积容器1储存改质水，若水面上升，其体积相应量的空气就会经由空气连接管8B流入第2存积容器7。即，通过使第1存积容器1与第2存积容器7之间的上部彼此连通，即使第1存积容器1不与冷凝水回收流路C连通，也能让第1存积容器1不受前述的风压的影响地储存充分的量的改质水。
以上详细说明了本公开的实施方式，但本公开并不限定于上述的实施方式，能在不脱离本公开的要旨的范围内进行种种变更、改良等。
例如各存积容器1、7、中和容器9的形状并不限于箱型，也可以是其他形状。另外，它们的配置还包含相互的上下位置，能任意配置。
进而，本公开能不脱离其精神或主要的特征地以其他各种形态实施。因此，前述的实施方式在全部点上都只是单纯的例示，本公开的范围在权利要求书的范围示出，而不受说明书正文的任何束缚。进而，属于权利要求书的变形、变更全都是本公开的范围内。
附图标记的说明
1 第1存积容器
1a 上表面开口
1b 存积部
2 离子交换树脂容器
2A 第1离子交换容器
2B 第2离子交换容器
2c 处理水导出口(第1送水口)
2f 净化水流出口(第2送水口)
7 第2存积容器
7A 第1罐
7B 第2罐
9 中和容器
10、20 冷凝水回收器
11A、11B 离子交换树脂
Claims (7)
1.一种燃料电池装置，其特征在于，具备：
具有燃料电池单电池和将原燃料水蒸气改质的改质器的燃料电池模块；
将从所述燃料电池模块排出的废气中所含的水作为冷凝水进行回收的冷凝水回收流路；
存积流过所述冷凝水回收流路的冷凝水的冷凝水回收器；和
将存积于所述冷凝水回收器的冷凝水提供到所述改质器的改质水提供流路，
所述冷凝水回收器包含：
收容离子交换树脂的第1离子交换容器；和
存积经过所述第1离子交换容器的冷凝水的第1存积容器，
所述第1存积容器是上表面开口的有底的容器，
所述第1离子交换容器在所述第1存积容器的内部与所述第1存积容器空开空间而配设，相对于该第1存积容器能从所述上表面的开口拆装，
所述燃料电池装置具备：与所述第1存积容器连通的第2存积容器，
所述改质水提供流路的上游侧端部与所述第2存积容器连接，
所述第1存积容器在其下部具备将内部的冷凝水向所述第2存积容器导出的第3送水口，
所述第2存积容器在其下部具备接受所述第1存积容器内的冷凝水的受水口，
所述第3送水口和所述受水口以连接管连接，
在所述第1离子交换容器中，所述冷凝水回收流路不与所述第1存积容器的上表面开口连通，
所述第1存积容器在其上部具备使内部的空气通气到所述第2存积容器的空气流出口，
所述第2存积容器具备使所述第1存积容器内的空气流入的空气流入口，
所述空气流出口和所述空气流入口以连接管连接。
2.根据权利要求1所述的燃料电池装置，其特征在于，
所述第1离子交换容器在其下部具备将经过该第1离子交换容器的冷凝水导出的第1送水口，
所述第1离子交换容器与所述第1存积容器的底面空开空间而配设，
该空间是存积从所述第1送水口送水的冷凝水的存积部。
3.根据权利要求1所述的燃料电池装置，其特征在于，
所述燃料电池装置具备：
对所述冷凝水回收器导入从外部提供的外部水的外部水导入流路；和
收容第2离子交换树脂的第2离子交换容器，
所述外部水导入流路的下游侧端部与所述第1存积容器连接，
所述第2离子交换容器配设于所述外部水导入流路。
4.根据权利要求3所述的燃料电池装置，其特征在于，
所述第2离子交换容器配置于所述第1存积容器的内部，并能从该第1存积容器的上表面的开口拆装，
所述外部水导入流路的下游侧端部与所述第2离子交换容器的下部连接，
所述第2离子交换容器在其上部具备将经过所述第2离子交换容器的外部水向所述存积部导出的第2送水口。
5.根据权利要求4所述的燃料电池装置，其特征在于，
所述第2离子交换容器和所述第1离子交换容器是一体。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的燃料电池装置，其特征在于，
所述燃料电池装置具备：
收容中和剂的中和容器；
将所述冷凝水回收器中成为剩余的剩余水向所述中和容器送水的剩余水流路；和
将所述剩余水经由所述剩余水流路加压输送到所述中和容器的剩余水泵。
7.根据权利要求1所述的燃料电池装置，其特征在于，
所述第2存积容器具备：
存积提供到所述改质器的改质水的第1罐；和
存积从该第1罐溢出的剩余水的第2罐，
所述改质水提供流路的上游侧端部与所述第1罐连接，
所述剩余水流路的上游侧端部与所述第2罐连接。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000246015A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-12 | Iic:Kk | 浄水装置 |
| JP2007257953A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2009009808A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Kyocera Corp | 燃料電池装置 |
| JP2012133911A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム用浄化剤収容装置および燃料電池システム |
| JP2012155979A (ja) * | 2011-01-25 | 2012-08-16 | Noritz Corp | 燃料電池システム |
| JP2016067982A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | オルガノ株式会社 | 袋状物、水処理装置及び水処理方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4971130B2 (ja) * | 2005-02-18 | 2012-07-11 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システム及びその運転方法 |
| JP5285946B2 (ja) * | 2007-04-06 | 2013-09-11 | パナソニック株式会社 | 水素生成装置の運転方法、及び燃料電池システムの運転方法 |
| US20100297513A1 (en) * | 2007-10-11 | 2010-11-25 | Shigeki Yasuda | Fuel cell system |
| US8007948B2 (en) * | 2008-03-14 | 2011-08-30 | GM Global Technology Operations LLC | Ion exchange cartridge for fuel cell applications |
| EP2452917B1 (en) * | 2009-07-08 | 2017-05-03 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fuel cell system |
| JP2011023168A (ja) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| US20120219872A1 (en) * | 2009-12-01 | 2012-08-30 | Panasonic Corporation | Fuel cell system and method of controlling fuel cell system |
| JP6089414B2 (ja) | 2012-03-02 | 2017-03-08 | アイシン精機株式会社 | 燃料電池システムの水精製装置 |
| JP2013233499A (ja) | 2012-05-08 | 2013-11-21 | Toyota Motor Corp | イオン交換器およびこれを含む燃料電池システム |
| JP2016072056A (ja) | 2014-09-30 | 2016-05-09 | アイシン精機株式会社 | 燃料電池システム |
| JP6765085B2 (ja) * | 2015-12-14 | 2020-10-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 水素生成装置および燃料電池システム |
| JP6694378B2 (ja) * | 2016-12-26 | 2020-05-13 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池発電システムの純水精製装置 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000246015A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-12 | Iic:Kk | 浄水装置 |
| JP2007257953A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2009009808A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Kyocera Corp | 燃料電池装置 |
| JP2012133911A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム用浄化剤収容装置および燃料電池システム |
| JP2012155979A (ja) * | 2011-01-25 | 2012-08-16 | Noritz Corp | 燃料電池システム |
| JP2016067982A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | オルガノ株式会社 | 袋状物、水処理装置及び水処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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